液態CO2煤層增透技術及應用研究

趙 丹，劉曉青

(1.遼寧工程技術大學 安全科學與工程學院，遼寧 阜新 123000；2.遼寧工程技術大學 礦山熱動力災害與防治教育部重點實驗室，遼寧 葫蘆島 125105)

0 引 言

隨著礦井采掘深度的增加，瓦斯災害日益嚴峻[1-2]，針對瓦斯治理問題，當采用鉆孔自然抽采方式不能將瓦斯濃度降低到安全水平以下時，應該進行增透、提高煤層透氣性，降低煤層瓦斯含量。液態CO2氣爆增透技術作為一種相對安全可靠的方法，逐漸成為前沿的煤層增透技術之一[3-5]。

丁洋[6]對預裂煤體的裂紋發育程度和滲透率的變化規律進行了研究，結果顯示煤體產生裂隙后，滲透率大幅度增加，應用數值模擬的方法對預裂爆破煤體受力和裂隙發育情況進行了模擬分析，得到最佳抽采范圍，最后將預裂爆破應用于五陽煤礦，增透效果明顯改善；文獻[7]認為，煤體中注入CO2后，有助于保持煤體裂縫中的壓力不變，可以使深部煤層中的割理、孔隙等通道不會在短時間內立刻封閉，有利于低滲透性煤層中的瓦斯源源不斷地解吸出來；雷云等[8]研究了液態CO2在不同煤質、溫度和壓力條件下爆破過程中CO2吸附驅替煤層瓦斯及爆破增透有效范圍，并通過實驗室測定數據，試驗選擇泄爆閥片壓力峰值為200 MPa時裂隙圈有效半徑為1～3 m；郭志興[9]進行了CO2地面爆破試驗研究，CO2能夠使煤沿裂隙開裂，對多孔脆性材料爆破效果最佳；王耀鋒[10]研制了三維高壓旋轉水射流擴孔裝置，改進噴嘴結構，并對三維高壓旋轉水射流擴孔工藝進行了研究，在山西、淮南等地進行三維高壓旋轉水射流擴孔及割縫試驗，煤層透氣性明顯提高?！?br>